JPS60203608A - 電導性重合体の製造法 - Google Patents

電導性重合体の製造法

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JPS60203608A
JPS60203608A JP6005584A JP6005584A JPS60203608A JP S60203608 A JPS60203608 A JP S60203608A JP 6005584 A JP6005584 A JP 6005584A JP 6005584 A JP6005584 A JP 6005584A JP S60203608 A JPS60203608 A JP S60203608A
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JP
Japan
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vinylcarbazole
conductive polymer
polymer
electrically conductive
monomer
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Pending
Application number
JP6005584A
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English (en)
Inventor
Fumiaki Kanega
金賀 文明
Rei Mikawa
三川 礼
Yasuhiko Shirota
靖彦 城田
Naoki Noma
野間 直樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、主鎖に共役不飽和結合を有しない新規な電導
性重合体の製造法に関する。
(従来技術) 従来から、フィルム状のポリアセチレン、ポリピロール
等の主鎖に共役不飽和結合を有する重合体をドーピング
することによって電導性重合体を製造する方法が知られ
ている。しかし、電導性ポリアセチレンは、主鎖に共役
不飽和結合を多数有しているため、酸化安定性が悪く、
空気と長時間接触していると劣化し、電導性付与後、自
然に電導性が消失する。ポリピロールについても同様の
欠点がある。
(発明の目的) 本発明は、このような問題点を解決するものであり、主
鎖に共役不飽和結合を有しない新規な電導性重合体を重
合体のドーピングによらず、単量体の電解重合によって
製造する方法を提供するものである。
(発明の構成) 本発明は、側鎖に芳香環を有する非共役系不飽和単量体
を電解重合することを特徴とする電導性重合体の製造法
に関する。
本発明において、側鎖に芳香環を有する非共役系不飽和
単量体としては、ビニルナフタレン、ビニルアントラセ
ン、1.3−ジフェニル−5−パラ(ビニルフェニル)
−2−ピラゾリン、1.3−ジフェニル−5−パラ(メ
タクリロイルフェニル)−2−ピラゾリン、2−パラ(
メタクリロイルアミノフェニル)−5−フェニル−1,
3−オキサゾール、2−フェニル−5−パラ(メタクリ
ロイルアミノフェニル)−1,3−オキサゾール、ビニ
ルカルバゾール系単量体等があり、このうち、ビニルカ
ルバゾール系単量体が1本発明における電解重合に最も
適する。
本発明のビニルカルバゾール系単量体としては。
一般式(1+ CH= CH2 R2R1 (ただし、RIおよびR2は、水素、アルキル基。
ハロゲン、ニトロ基、アミン基、アルキルアミノ基、ジ
アルキルアミン基、アルコキシ基、カルボキシル基、ホ
ルミル基、シアノ基、ベンゾイル基。
置換ベンゾイル基等である)で表わされる化合物(ただ
し9式中、R13はアルキル基等であり、R4は一般式
(1)の几1と同様のものである)で表わされる化合物
などがある。具体的には、N−ビニルカルバソール、3
−アミノ−N−ビニルカルバソール、3−フルオロ−N
−ビニルカルバゾール、3−クロロ−N−ビニルカルバ
ゾール、3−プロモーN−ビニルカルバゾール、3−シ
アノ−N−ビニルカルバゾール、3−アイオド−N−ビ
ニルカルバゾール、3−ニトロ−N−ビニルカルバソー
ル、メチル−N−ビニルカルバゾール、3−ジメチルア
ミノ−N−ビニルカルバゾール、3−ベンゾイル−N−
ビニルカルバゾール、3−アセトアミド−N−ビニルカ
ルバゾール、3−ホルミル−N−ビニルカルバゾール、
3−アセチル−N−ビニルカルバゾール、3−カルボキ
シリックアンド−N−ビニルカルバソール、3.6−ジ
ニトロ−N−ビニルカルバゾール、3.6−シブロム−
N−ビニルカルバゾール、3.6−ジアイオドーN−ビ
ニルカルバゾール、3.6−ジクロロ−N−ビニルカル
バゾール、3.6−ジアセチル−N−ビニルカルバソー
ル、3.6−ジシアノ−N−ビニルカルバゾール、3,
6−ジフトオキシ−N−ビニルカルバゾール、3.6−
ジーt−ブチル−N−ビニルカルバゾール、3,6〜ジ
アミノ−N−ビニルカルバゾール、3,6−ビス(ジメ
チルアミノ)−N−ビニルカルバゾール、N−エチル−
2−ビニルカルバソール、N−エチル、−3−ビニルカ
ルバゾール等があシ、これらを単独で又は2種以上併用
して使用される。
本発明における電解重合は、上記非共役系不飽和単量体
を電解質溶液に溶解し、これに電極を浸漬し、参照電極
(Ag /Ag+)に対して作用電極(陽極)に電位を
負荷することによシ行なうことができる。上記非共役系
不飽和単量体の重合は。
陽極表面で起こシ、得られる電導性重合体は、陽極表面
に生成してくる。この電導性重合体は、多くの溶媒に不
溶性であり、各電導性重合体に応じて特徴的に呈色して
おり、これにより電導性重合体の生成を確認することが
できる。例えば、上記ビニルカルバゾールから得られた
電導性重合体は。
青緑色に呈色している。
上記電解質溶液中の支持電解質としては。
NaCl0< 、 LiCj’04.等のアルカリ金属
の過塩素酸塩。
(CzHs)4NcJOn、 (C4I−19)4Nc
l!04等のアンモニウムの過塩素酸塩、 NaBF4
等のアルカリ金属の四弗化ホウ素酸塩、(C2H5)4
NBF4. (C4H9)4NBF4等の第4級アンモ
ニウムの四弗化ホウ素酸塩、 KCI!。
LiCl!、KI等のハロゲン化金属、 HH4C1,
(C4H*)iNBrNBr日ノハロゲン化アンモニウ
ムaNO3,KNOs 等のアルカリ金属の硝酸塩、硝
酸アンモニウム等があυ、溶媒としては、アセトニトリ
ル、塩化メチレン、エーテル、環状エーテル、ヘキサメ
チルホスホアミド、炭酸プロピレン、酢酸メチル、ジオ
キサン等の電極反応を起こさず、上記支持電解質を溶解
するものが使用される。支持電解質の濃度は、約0.0
5〜3モル/lが好ましく、特に0,1〜1モル/lが
好ましい。電解質の濃度が小さすぎると電極反応が起こ
らず、大きすぎると支持電解質イオンの移動が起こシに
くくなる。
上記電解質溶液に、上記非共役系不飽和単量体をlXl
0−’モル/l〜I X 10−”モル/lの濃度範囲
になるように溶解するのが好ましい。単量体の濃度が小
さすぎると収率が低下し、大きすぎるとイオンが移動し
にくくなる。
また、電極としては、金、白金1.パラジウム。
ルテニウム、ロジウム、イリジウム等の金属電極。
グラファイト、グラジ−カーボン、パイロリティックグ
ラファイト等の炭素電極、酸化インジウム。
酸化スズ等をガラス、ポリマーフィルム等の表面に製膜
した透明電極などを使用することができる。
電解重合に際し9作用電極に負荷される電位は。
単量体を電解質に溶解してめたサイクリックポルタムグ
ラムにおける酸化ピーク又はその近傍の電位が好ましい
本発明により得られた電導性重合体は、フィルム状でそ
のまま使用してもよく2錠剤成形機等でペレット状に賦
形して使用してもよい。まだ、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン等のポリオレフィン。
ポリスチレン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルピ
リジン、ポリ塩化ビニル等のノ・ロゲン化ビニル重合体
、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリカー
ボネート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、
ポリフエニレンオギサイド等の非電導性樹脂と混合して
もよい。混合方法としては、上記電導性重合体の粉末を
非電導性樹脂の有機溶剤溶液に添加して、有機溶剤除去
する方法、上記電導性重合体の粉末を非電導性樹脂の溶
融下に添加、混練した後冷却する方法によって行なうこ
とができる。これらの方法において、上記電導性重合体
の粉末を添加された有機溶剤溶液又は溶融混線物を適当
な型に注型する方法等によシ適宜の形状に成形される。
上記電導性重合体の粉末は、非電導性樹脂の粉末と単に
混ばし、ベレット状等に賦形してもよい。
上記電導性重合体と非電導性樹脂の配合割合は。
前者1重量%以上に対し、後者99M量−以下になるよ
うに配合するのが好ましい。電導性重合体が少なすぎる
と混合物の電導性が劣る。好ましくは、電導性重合体2
0重量−以上に対して非電導性樹脂80重量%以下が好
ましい。また、成形性の点からは、非電導性樹脂を10
重量褒以上含むのが好ましい。
本発明により得られる電導性重合体は、電気抵抗素子、
感熱素子、感光素子等の電気機器部品として有用な高分
子半導体r p/nヘテロ接合素子。
ショットキー接合素子に利用できる。また9種々のダイ
オード等の表示素子としても有用である。
(実施例) 次に9本発明の実施例を示す。
実施例1 まず、N−ビニルカルバゾールのサイクリックポルタム
グラムを次のようにして得た。ジクロロメタンに活物質
としてN−ビニルカルバソールを10−3モル/lの濃
度で及び支持電解質として(C4H9)4NCIO4を
10−1モル/lの濃度で溶解した後、参照電極(Ag
/Ag+0.01モル/V)を用いてサイクリックポル
タムグラムを得た。+〇、95V(対Ag /Ag+)
に酸化ピークを示し、相当する還元波は見られず、陽極
酸化過程は不可逆性を示しだ。
次に、2室セル構造のガラス反応容器中で、陽極側セル
に、ジクロロメタンにN−ビニルカルバゾールを5.0
X10−3モル/lの濃度で及び(C4H9)4 NC
lO4を2.0X10−’モル/lの濃度で溶解したも
のを入れ、陰極側セルに、ジクロロメタンに(C4H9
)4 NClO4を2.0X10−1モル/lの濃度で
溶解したものを入れ9作用電極にN−ビニルカルバゾー
ルの酸化ピーク近傍の電位である+0.90VC対参照
電極(Ag 、/Ag” 、 0.01 モル/J))
で定電位陽極酸化を行なった。作用電極 −(陽極)お
よび対極(陰極)いずれも白金電極を用いた。作用電極
を含むセル内は、マグネットスターラーで攪拌しながら
反応を行なった。定電位酸化によシ、溶液は緑に着色し
、150分間反応を続けた(総計28.0クーロンの電
気量が流した)ところ2作用電極上に、暗緑色重合体が
23mg析出した。この重合体を精製ジクロロメタンで
洗浄後、真空乾燥して試料とした。
得られた重合体は、中性ポリ(N−ビニルカルバソール
)の溶解性とは異なシ、ベンゼン、テトラヒドロフラン
、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシドなどの
溶媒に不溶であった。
上記重合体の赤外線吸収スペクトル(KBr法)は、 
1100cm−1にCICk−に基づく強い吸収。
780cm−’に3位あるいは6位が置換したカルバゾ
ール環のC−H面外変角振動に基づく吸収がみられ、カ
ルバゾール環の3位あるいは6位で架橋した構造を有す
ることを示唆している。
拡散反射スペクトルにおいては、明確な吸収の極大は認
められないが、400nmよシ長波長領域にカルバゾー
ルカチオンラジカル種に基づくとみなされる吸収がみら
れた。
次に、上記重合体を錠剤成形器を用い、30kg/cm
2の荷重を加え、直径4mmのペレットに成形した。
電極としてステンレスを用い、成形されたペレットに2
kg/cm2の荷重をかけて、直流2端子法によって電
導度をめた。電導度は、7.6X10−’Ω−1゜■−
1であった。活性化エネルギーは、0゜17 eVであ
った。元素分析の結果からドーピング率は65チであっ
た。
同じ実験をさらに2度繰シ返した。1回目に得られた重
合体は、電導度7.8X10−7Ω−”cm−”。
活性化エネルギー0.17eV、ドービーグ率58チ、
2回目に得られた重合体は、電導度1.3×10−60
−”am−”、ドーピング率56%とほぼ再現性のある
データーが得られた。
(発明の効果) 本発明によって、電解重合法によシ新規な非共役系電導
性重合体を得ることができる。該非共役系電導性重合体
は良好な電導度を示す。
)−′

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、側鎖に芳香環を有する非共役系不飽和単量体を電解
    重合することを特徴とする電導性重合体の製造法。 2、側鎖に芳香環を有する非共役系不飽和単量体がビニ
    ルカルバゾール系単量体である特許請求の範囲第1項記
    載の電導性重合体の製造法。
JP6005584A 1984-03-28 1984-03-28 電導性重合体の製造法 Pending JPS60203608A (ja)

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JP6005584A JPS60203608A (ja) 1984-03-28 1984-03-28 電導性重合体の製造法

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JP6005584A JPS60203608A (ja) 1984-03-28 1984-03-28 電導性重合体の製造法

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JPS60203608A true JPS60203608A (ja) 1985-10-15

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JP (1) JPS60203608A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998038224A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-03 University Of Wollongong Hydrodynamic electroprocessing of soluble conducting polymers
EP1580825A1 (en) * 2004-03-24 2005-09-28 Rohm And Haas Company Memory devices based on electric field programmable films

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WO1998038224A1 (en) * 1997-02-28 1998-09-03 University Of Wollongong Hydrodynamic electroprocessing of soluble conducting polymers
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